熊毓俊，丁 丽

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

在太赫兹应用系统中，太赫兹波导的传输结构是不可缺少的关键部件。例如在一个多输入多输出（multi input multi output，MIMO）成像系统里，需要根据信号发生器波导口位置和收发天线波束角大小，设计合适的传输网络，以满足成像需求。由于太赫兹波在潮湿空气中损耗较大，因此需要低损耗、低色散、方便使用的太赫兹传输结构[1]。基片集成波导（SIW）作为一种新型的波导结构，已成为太赫兹波低成本、低剖面传输线路的一种选择[2]。近年来，在对SIW结构的传输特性进行充分研究的基础上，已经研制出高性能器件。Fu等在半绝缘碳化硅基板上设计出SIW传输线和滤波器，该传输线在220 GHz时的衰减低至0.45 dB/mm[3]。Rahimi等提出了一种用SIW基底代替空气做腔体辐射器的H面喇叭天线[4]。这些应用大大促进了SIW技术的发展。

但是，由于非共面传输线缺乏有效的转换结构，SIW技术在太赫兹频段的发展受到了限制。微带和接地共平面波导结构（grounded coplanar waveguide, GCPW）已被广泛应用于太赫兹低频段，如W波段的转换[5]。Kai等首先提出了SIW-矩形波导的垂直转换，他们在55.5～63.0 GHz的频率范围内实现了12.7%的相对带宽[6]。Jiang等在75～110 GHz范围内实现了基板集成同轴线到矩形波导的垂直转换，相对带宽达到20%[7]。然而，高频段的仪器比，如矢量网络分析仪的接口类型一直是矩形波导的形式。太赫兹低频段转换的开放性结构导致辐射损耗大、相对带宽小等问题，因此这些低频段的方法不能在高频段应用[8]。……